Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
3.FUNKCJECIĄGŁE,HOMEOMORFIZMY
37
Lemat1.3.15.Funkcjaf:XæYjestci!gławtedyitylkowtedy,gdydla
każdegoxEXistniejetakieotoczenieUx,żefunkcjafrUxjestci!gła.
Obrazzbioruotwartegoprzezfunkcjęciągłąniemusibyćzbioremotwar-
tym.Wanaliziematematycznejmamytegoliczneprzykłady.Stądwynika
potrzebawprowadzeniakolejnejdefinicji.
Definicja1.3.16(funkcjaotwarta).Funkcjaf:XæYjestotwarta,
gdyjestci!głaidlakażdegozbioruotwartegoU™Xzbiórf[U]jestotwarty
wY.Funkcjęotwart!nazywamyteżodwzorowaniemotwartym.
Jeślifunkcjaf:XæYjestotwarta,todlakażdegoA™Ymamy
f
11[clA]=clf11[A].
(1.20)
Faktycznie,jeślix/
Eclf11[A],toistniejetakieotoczenieUpunktux,że
Uflf11[A]=ÿ.Wówczasf[U]flA=ÿ,awięcf(x)/
EclA,bof[U]jest
zbioremotwartymzawierającymf(x),azatemx/
Ef11[clA].Todowodzi,że
f11[clA]™clf11[A].Inkluzjaodwrotnawynikaztwierdzenia1.3.2(5).
Otwartośćfunkcjizależyteżodprzeciwdziedziny.Naprzykładfunkcjasi-
nustraktowanajakofunkcjazRwRniejestotwarta,boobrazprzedziału
(0jfi)niejestotwartywR.JestzaśotwartajakofunkcjazRw[≠1j1].Po-
dobnie,obcięciefunkcjiotwartejdodowolnegopodzbiorudziedzinyniemusi
byćfunkcjąotwartą.Mamyjednaknastępującylemat.
Lemat1.3.17.Jeślifunkcjaf:XæYjestotwarta,todladowolnego
zbioruZ™Yfunkcjafrf11[Z]:f11[Z]æZtakżejestotwarta.
Dowód.Załóżmy,żefunkcjafjestotwarta,azbiórU™f11[Z]jest
otwartywf11[Z].IstniejetakizbiórotwartyV™X,żeU=Vflf11[Z],
azbiór(frf11[Z])[U]=f[Vflf11[Z]]=f[V]flZjestotwartywZ.
⇤
Szczególnymprzypadkiemfunkcjiciągłejjesthomeomorfizm.Porazpierw-
Definicja1.3.18(homeomorfizm).JeśliXiYs!przestrzeniamitopo-
logicznymi,tobijekcjęf:XæYnazywamyhomeomorfizmemprzestrzeni
XnaprzestrzeńY,gdyzarównof,jakif11s!funkcjamici!głymi.Mówimy
wówczas,żeprzestrzenieXiYs!homeomorficzne.
Jeślifunkcjaf:XæYjestbijekcją,tojesthomeomorfizmemwtedy
itylkowtedy,gdyjestfunkcjąotwartą.Wynikatostąd,żefunkcjeotwarte
zgodniezdefinicjąsąciągłe,adlabijekcjifprzeciwobrazpoprzezfunkcję
złożeniehomeomorfizmówjesthomeomorfizmem.Funkcjaodwrotnadoho-
meomorfizmutakżejesthomeomorfizmem.Każdabijekcjamiędzyzbiorami
ztopologiądyskretnąjesthomeomorfizmem.Stądwynika,żewsensietopolo-
gicznymdlakażdejliczbykardynalnejR≥Êistniejejednoznacznieokreślona